[发明专利]一种多机云边协同地图创建与动态数字孪生方法及系统

说明书

本发明提供了一种多机云边协同地图创建与动态数字孪生的方法及系统，该方法包括：获取机器人组群作业场景的周围信息，根据周围信息生成图元文件，并根据图元文件在云端服务器上构建通用的图元地图库；获取机器人当前GPS数据或图像，并从图元地图库中查询所匹配的图元，得到机器人当前的图元地图；再获取机器人当前点云和图像，并与图元地图进行匹配，得到机器人在图元地图中的当前位置；从云端服务器拉取和机器人来源统一的数字孪生地图到数字孪生前端，并将机器人的当前位置和巡检结果展示在数字孪生地图中；该系统包括所建图设备，云端服务器，机器人组群以及数字孪生前端，实现了机器人地图的统一通用化以及巡检数据的生动展示。

技术领域

本发明涉及一种多机云边协同地图创建与动态数字孪生方法及系统，属于机器人应用技术领域。

背景技术

在传统的机器人领域中，机器人的地图构建与使用过程如下：a、机器人到达现场，自行探索扫描周围区域，完成地图构建；b、机器人基于构建的地图进行导航与作业。由于一台机器人往往仅在一个小范围区域内进行作业，所以每台机器人只需创建所在小范围区域的地图即可，同时地图只是作为某台机器人所特有的一部分，并非所有机器人统一通用的。而且每一个机器人企业都会有自己的一套地图构建与使用方式，几乎不存在共享地图的情况。

由上可知，现有的地图构建与使用方式很难实现机器人地图的统一通用化，极大地制约了机器人通用性的发展，并且机器人企业都各自研发各自的技术，更无法实现统一的地图管理方式。然而，随着激光雷达、相机、惯性导航单元等传感器的成本下降，以及我国北斗卫星定位技术的成熟，未来机器人的使用将变得更加的普及，若这些机器人继续使用现有的地图构建与使用方式，必将会构建出大量冗余的地图，从而造成大量的研发人力和财力的浪费。

面对上述技术瓶颈，本发明亟待研发出一整套的解决方案，用以推动机器人地图的通用化。

发明内容

针对上述现存的技术问题，本发明目的在于构建一套通用的地图管理方案，通过建立全球级云端服务器图元地图库，利用图元地图库进行机器人组群的定位，并将机器人的位置与巡检结果展示在数字孪生地图中，实现机器人地图的统一通用化以及巡检数据的生动展示，从而提供一种多机云边协同地图创建与动态数字孪生方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供一种多机云边协同地图创建与动态数字孪生的方法，包括：

获取机器人组群作业场景的周围信息，根据所述周围信息生成图元文件，所述图元文件包括机器人定位地图、二维地图、数字孪生地图、元信息文件、路网信息文件、轨迹文件以及视觉特征地图，并根据所述图元文件在云端服务器上构建通用的图元地图库；

获取机器人当前的GPS数据或图像，根据所述GPS数据或图像从所述图元地图库中查询所匹配的图元，并拉取匹配的图元到本地，得到机器人当前的图元地图；获取机器人当前的点云和图像，将所述点云和图像与所述图元地图进行匹配，得到机器人在所述图元地图中的当前位置，并发送至云端服务器；

从云端服务器拉取和机器人来源统一的数字孪生地图到数字孪生前端，并将机器人的当前位置和巡检结果展示在所述数字孪生地图中。

由上述技术方案可知，本发明方法主要分为三个阶段：利用建图设备和云端服务器进行地图创建；利用云端服务器进行机器人组群定位；利用数字孪生前端进行机器人组群展示，从而构建出一套通用的地图管理方案，通过全球级云端服务器图元地图库进行多个机器人的定位，并将机器人的位置与巡检结果展示在数字孪生地图中，实现了机器人地图的统一通用化以及巡检数据的生动展示。

本发明方法进一步的，所述的获取机器人组群作业场景的周围信息，根据所述周围信息生成图元文件，包括：

利用建图设备获取机器人组群作业场景的周围信息，所述的周围信息包括点云、图像、IMU数据和GPS数据；